Was ist ein digitales Signal?
Ein digitales Signal ist eine Möglichkeit, Daten zu übertragen, die die Daten in diskrete Werte umwandeln, normalerweise basierend auf dem Binärcode, mit dem Computersysteme arbeiten, der aus Informationspaketen besteht, die als Folgen von Einsen und Nullen codiert sind. Durch die Verwendung der digitalen Signalübertragung können bestimmte Arten von Informationen wie Zahlen, Buchstaben oder die einzelnen Pixelfarben, aus denen Bilder bestehen, genau und nahezu identisch kopiert werden. Diese Informationen können gespeichert werden, ohne dass ihre Qualität langfristig beeinträchtigt wird. Wenn jedoch eine digitale Signalumwandlung von einem ursprünglich analogen Signal erfolgt, beispielsweise bei Musik oder anderen natürlichen Wellenformen, ist das Endergebnis nur eine Annäherung an das ursprüngliche analoge Signal, und möglicherweise geht Qualität im digitalen Format verloren.
Während analoge Signale auf natürlichen Prozessen basieren, die die elektromagnetischen Wellenformen nutzen, mit denen Elektrizität und Licht übertragen werden, erfordert die digitale Signalverarbeitung einen digitalen Signalwandler. Ein Modulator-Demodulator (Modem) ist ein solches Gerät. Es empfängt analoge Signale entweder von Luftwellenübertragungen oder von Telefonleitungen und wandelt sie in digitale Signale um, die ein Computer oder ein modernes digitales Fernsehen als nützliche Informationen anzeigen kann.
Die analoge Signalübertragung ist seit dem 19. Jahrhundert eine übliche Form der Übertragung in der Technologie. Ab 2007 werden schätzungsweise über 94% der gespeicherten und übertragenen Informationen weltweit digitalisiert. Dies ist eine Steigerung von nur 3% für die digitale Speicherung im Jahr 1993, und die Gründe für die Umstellung auf digitale Signalübertragung liegen häufig in der Kapazität und im Rauschen. Analoge Signale können nur innerhalb eines definierten Bereichs für Wellenlängen übertragen werden. Wenn das Signal außerhalb dieses Bereichs liegt oder von anderen analogen Signalen mit ähnlichen Wellenlängen gestört wird, können Verzerrungen und Rauschen den Wert des Signals beeinträchtigen.
Da digitale Signale auf einem diskreten Ein / Aus-Übertragungsprinzip basieren, sind sie über große Entfernungen weitaus weniger anfällig für Verfälschungen. Ein digitales Signal kann auch in separate Informationspakete aufgeteilt werden, die als Computer-Bytes bezeichnet werden, und einzeln an ein Ziel gesendet werden, an dem sie wieder zusammengesetzt werden. Dies ermöglicht eine wesentlich effizientere Datenübertragung über zufällige Netzwerke wie das Internet und beschleunigt die Datenübertragung insgesamt.
Einer der Hauptnachteile eines digitalen Fernsehsignals oder eines digitalen Kabelsignals besteht beispielsweise darin, dass es sich um eine künstliche Reproduktion der Originaldaten handelt, während ein analoges Signal als exakte Kopie des Originals beginnt. Da ein digitales Signal von mehreren Geräten übersetzt, als analog codiert und als digital decodiert und am Endpunkt wieder zusammengesetzt wird, kann die Qualität der Wiedergabe verloren gehen. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass digitale Signale oft Kopien von Kopien sind, und dabei müssen Annäherungen von der Technologie vorgenommen werden, um das ursprüngliche Signal zu reproduzieren. Drahtlose digitale Übertragungen können auch durch andere drahtlose Aktivitäten in der Umgebung oder durch Funksignale, die sie stören, gestört werden. Dies ist jedoch in der Regel weniger problematisch als eine Signalverfälschung bei analogen Funkübertragungen.